Φ177mm PQF無縫管連軋機前橫移系統改進

賈豹，畢辛

（鞍鋼股份有限公司無縫鋼管廠，遼寧 鞍山 114021）

無縫鋼管在國民經濟建設中具有重要作用，被廣泛應用于石油開采、鉆探、航天、軍工等領域［1］。其產品質量與生產的關鍵設備——軋管機密切相關。連軋機橫移系統是軋機的重要組成部分，其主要作用是將穿孔后的熾熱毛管坯迅速、準確地送到連軋機入口處，在運送的過程中要確保管坯溫度不能降到軋制溫度以下，同時不允許管坯因磕碰而出現外表面擦傷現象，因此橫移系統對熾熱毛管坯進入軋機前進行精軋起到的作用至關重要［2］。鞍鋼股份無縫鋼管廠連軋機橫移系統原設計存在缺陷，運行時經常發生晃動，放管坯時位置不準，對管坯有磕碰現象，并且由于橫移系統行走速度慢，管坯的溫降較大，在影響管坯性能的同時，增加了軋機負荷，浪費能源，同時降低了機械設備的使用壽命，為此對連軋橫移系統進行了改進。

1 橫移系統組成

鞍鋼無縫鋼管廠Φ177機組橫移系統主要由升降和橫移機構組成，橫移機構是以減速機帶動圓柱直齒輪，直齒輪通過與齒條的嚙合方式帶動橫移系統橫向移動；橫移系統升降機構是減速機帶動兩個鏈輪，鏈輪連接鏈條，通過鏈輪旋轉帶動機械手升降實現取管、送管、放管。橫移系統原設計圖如圖1所示。

剛穿完孔的毛管溫度較高，鋼的彈性模量降低，鋼質較軟，橫移系統在移動毛管時，要求管坯在移動過程中不允許有大的震動或沖擊，避免管坯變形或外表面有擦傷［3］；從穿孔后臺到軋機前臺有一定距離，為防止毛管溫度下降太多而增加軋機負荷及毛管外表面氧化鐵皮的增加，要求毛管在穿孔工序完成后迅速移到軋機前臺，這時需要橫移系統以較快的速度移動毛管。

2 原橫移系統存在的問題

2.1 定位不準確

機械手導向柱兩側有4個偏心輪，通過這4個偏心輪來調整導向柱兩側的間隙，機械手在往復運動時因慣性較大，偏心輪經常竄動，失去調整間隙的作用，所以當機械手高速運動到穿孔后臺接料時常出現機械手將管坯刮掉，在機械手運行到軋機前臺時因機械手晃動較大，常出現掉料現象，進而導致生產無法正常進行而出現停機。

2.2 管坯溫降大

（1）運行軌跡復雜造成機械手運行周期長。熾熱毛管的運動軌跡如圖1所示。機械手在穿孔后臺管坯右側下降到管坯水平線下方后向左移動，到達熾熱的管坯下面后機械手上升，取管動作完成后機械手上升一定高度后橫向移動，橫向運動到連軋前臺接料器上方機械手系統向下運動將料放下，整個管坯運行軌跡類似于一個矩形，一個循環周期為47 s，管坯從穿孔后臺到連軋前臺溫度下降約120℃。

（2）坦克鏈機構限制造成機械手運行周期長，橫移系統升降及橫向移動的電控電源及信號線由坦克鏈保護，并由橫移系統帶動其作往復運動，橫移系統高速運動時坦克鏈鏈板經常出現變形、斷裂，嚴重制約了橫移系統速度的提升。

2.3 機構可靠性差

（1）機械手位置不準經常出現掉料現象，必須停機吊料，停機的同時還出現剔料。

（2）當機械手鏈輪上極限失效時，鏈輪經常將鏈條拉斷；機械手鏈條因檢查不到位，常出現鏈條斷裂導致機械手脫落，機械手恢復需要約4 h；

（3）坦克鏈鏈板日常不易點檢經常出現斷裂而將電源線剪斷；

（4）橫移系統速度較慢導致管坯溫降大，連軋機負荷增加，連軋主機高速連桿安全銷斷裂頻繁，同時增加了連軋主機軸承負荷，降低連軋主減速機使用壽命，加速連軋機軋輥及工作芯棒磨損，增加生產成本。

3 改進方案

3.1 連軋橫移系統改進

對原橫移裝置傳動結構形式進行改進，由高架軌道橫移機構及上下升降鏈傳動裝置實現取管、送管、放管過程，改進為地面軌道橫移系統及同步旋轉臂實現取管、放管過程。改進后的橫移系統主要由橫移小車機構及回轉臂機構構成，橫移小車機構在地面進行橫向移動，在橫向移動的同時帶動回轉臂進行旋轉運動。改進后的橫移系統示意圖如圖2所示，

橫移小車機構的橫向移動通過齒輪條機構實現，即減速機驅動齒輪，齒輪通過與固定在滑軌上的齒條的嚙合運動，帶動橫移小車機構在滑軌上行走。回轉臂機構由五組同步運行的回轉臂組成，回轉臂的旋轉運動由鏈條機構實現，旋轉運動既保證管坯在移動過程中的同步穩定性，也簡化了原橫移系統的復雜結構，回轉臂的鏈輪傳動設計使管坯移動位置更加準確；小車系統橫向運動由同一個減速機驅動，回轉臂系統轉動由另一個減速機驅動，這兩個減速機同時由一個電機帶動。

3.2 坦克鏈改進

取消原橫移系統電源及信號傳輸線路的坦克鏈結構，將線路折疊掛在滑輪上，隨著橫移機械手的移動而在滑軌上滑動，從而使橫移小車的提速不再受坦克鏈的限制，使管坯移動速度更快，時間已由原來的47 s降到30 s，減少了管坯溫降及連軋機軋制力，延長了減速機的使用壽命。

3.3 改進效果

改進的系統自2013年12月30日投入生產后，至今已有半年時間，設備運行非常平穩，事故時間直線下降，設備維護量顯著降低。

改進后毛管坯在橫移裝置上的停留時間明顯降低，熾熱的毛管坯沒有出現大的溫降，使軋制溫度提高了80℃，縮短了生產軋制周期。

4 結語

（1）通過對原連軋機前橫移系統進行改進，采用地面橫移小車和回轉轉臂的結構形式，徹底解決了原系統運行速度慢和事故率高的設計缺陷，改進后橫移系統運行時間由原來的47 s降至目前的30 s，并且還有提升的空間。設備運行平穩，設備事故率及維護工作量大幅降低。

（2）橫移系統改進后，每次更換橫移小車時都要重新標定回轉臂的位置，目前采取的方式是從齒條端面數齒的個數來確定齒輪位置，標定比較費時，今后將對回轉臂的位置標定進行研究改進。

［1］ 張才安.無縫鋼管生產技術 ［M］.重慶：重慶大學出版社，1997.

［2］ 李連詩，韓觀昌.小型無縫鋼管生產（上）［M］.北京： 冶金工業出版社，1995.

［3］ 李長穆.現代鋼管生產［M］.北京：冶金工業出版社，1988.